汞污染是当前重要的全球性环境问题。在气候变暖的背景下,多年冻土退化能够显著改变土壤环境和水热过程,进而可引发土壤中汞的活化和大量释放,对生态系统产生潜在的风险。本文综述了多年冻土区土壤总汞的浓度和储量、空间分布和影响因素,阐释了多年冻土不同退化过程中(活动层增厚和热喀斯特发育)土壤中汞的迁移转化和释放特征及其环境效应。北半球多年冻土区土壤总汞储量为597 Gg(384~750 Gg),植被吸收作用驱动的大气单质汞[Hg(0)]沉降是土壤中汞的重要来源。多年冻土区土壤中总汞含量和空间分布主要受大气汞沉降、有机质含量和沉降后过程(如淋溶作用)的影响。多年冻土退化不仅能够向大气和水生生态系统释放大量的汞,还可增强微生物甲基化作用生成剧毒的甲基汞(MeHg),已经对全球汞循环及区域环境产生了重要影响,且这一影响在持续加强。未来研究中需结合汞同位素等多技术手段,追踪多年冻土融水径流中汞的迁移转化和传输过程;强化热喀斯特对汞释放的影响研究;结合野外原位观测与模型模拟,全面评估多年冻土退化对土壤汞迁移转化的影响及其环境效应。
多年冻土是地球上不可忽视的潜在汞库.全球气候持续变暖加速了多年冻土的融化和退化,增加冻土中汞的释放风险.树木年轮作为一种有效生物代用记录,能够记录长时间尺度环境汞的变化历史.本研究采集中国东北多年冻土区优势树种落叶松(Larix gmelinii Rupr.)和樟子松(Pinus sylvestris var. mongolica)年轮样品,建立了年分辨率的汞浓度历史记录.结果表明,过去170年树轮汞浓度平均值变化范围为0.36~3.96ng g-1;树轮宽度对汞浓度无显著影响.樟子松年轮汞浓度平均值显著高于落叶松,表明常绿树种在大气汞吸收累积上的优势并受到冬季汞沉降的影响.不连续冻土区落叶松年轮汞浓度在20世纪70年代呈现急剧上升趋势, 90年代到达峰值后快速下降.落叶松年轮汞在20世纪70年代之后更快的上升趋势以及更高的浓度反映了浅根系落叶松对冻土融化释放汞吸收的影响.樟子松年轮汞浓度呈现“双峰曲线”,峰值分别出现在20世纪30年代和80年代.不同类型冻土区的樟子松年轮汞浓度在20世纪30年代出现共同峰值,表明该时段有着相同的汞源,而随后岛状冻土区的樟子松年轮...
开发地球化学勘查新技术是提高中纬度冻土区天然气水合物探井预测成功率的重要课题之一。本文选择在祁连山聚乎更天然气水合物已知区进行土壤热释汞勘查技术试验,试验区为高寒沼泽景观,面积150 km2,采样密度2点/km2,采样深度60 cm,采集土壤样品300件,应用测汞仪对土壤样品进行了热释汞分析。试验结果表明,土壤热释汞在天然气水合物矿藏边界出现高值异常,在天然气水合物上方是低值带,与烃类异常浓度范围一致,为串珠状异常模式,热释汞最大值为127.37×10-9,平均值为32.59×10-9,异常下限为39.24×10-9。结合地质和地球化学勘查成果进行了综合解释,认为祁连山聚乎更地区热释汞异常与天然气水合物矿藏关系密切,源于深部水合物矿藏,对天然气水合物进一步调查具有重要的参考价值。